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2010年5月11日 (火)

北陸地方におけるヒート&クールチューブ住宅(地中熱住宅)の感想

昨年の夏に地中熱採用の住宅について当事務所の見解をのせました。

このページです。↓

http://arbre-d.cocolog-nifty.com/blog/2009/07/post-7809.html

http://arbre-d.cocolog-nifty.com/blog/2009/07/post-5696.html

近年、低炭素社会が望まれ建築物もそれらの要求に応えるべく様々な試みがされております。その内容が先進的で優れたもので普及効果が認められる時は、補助金などの交付対象になります。今回の感想は「日本建築学会環境系論文集Vol.75 」の掲載されていた地中熱の利用での調査研究で、このシステムが組み込まれた住宅が国交省から200万円の補助金を受けているようですので、興味深く読ませていただきました。

Dscn7734 建築学会の環境系査読論文集。査読論文とは複数の専門家に精査された論文。よって内容の信憑性は極めて高い。

この研究目的は「埋設深さ2mのヒート&クールチューブ※によって得られる外気負荷削減効果を実測面から明らかにする事」です。従ってこのシステムがトータル的にとても有意義なシステムかどうかではない事を最初に書き添えておきます。
※クールチューブとは、地中内にパイプを設置しそこに空気等を通して、年間を通じて温度変化のない地中の温度を利用するシステムの事。

つまり外気負荷削減だけを明らかにしており、かかるコストや維持費、衛生面での評価はされていない事になります。しかし一方では
「埋設深さ2mとしたのは、本来なら埋設5、6m以上が地中熱利用の定説の深さらしいのですが、5、6mだと設置費用がかかりすぎるので現実的な提案ができない。それで2mでシステム構成をした。」
と書かれています。よって建て主さんにわかりやすいように当事務所が僭越ながらこの研究結果からシステムの「有意義、実現性」について考えてみたいと思います。

上のリンクでもあるとおり、住宅で地中熱の利用は30年も前から研究が行われていますが、未だに効果対費用のメリットから普及してません。古くは1981年に「長谷川・木村・吉野・石川・松本らによるクールチューブ(深さ1m)があるとこの論文でも説明されています。30年も普及しなかったこの点が従来の研究にはない、深さ2mの埋設の実験となっているようです。2mに配管埋設なら表層地盤改良を行う地域ならそう大きなコストが追加されません。

そこで下のようなシステムが計画されたと想像します。

Image0316

Image0317出展:いずれも「ヒート&クールチューブ住宅の地中熱利用効果に関する調査研究」垂水弘夫教授・簑原由紀氏から 日本建築学会環境系論文集Vol75

最初に結果から
このシステムで夏期の除去総熱量5890MJ/年→1636KW/年
         冬期の取得熱量5500MJ/年→1528KW/年

です。・・・この算出は、北陸の場合除去熱が期待される時期6月~9月、取得熱が期待できる時期11月から3月の期間ごとの集計と論文にには記されています。

これを経済面から考えるとエアコンで同様のエネルギーを得るには
1636/5(冷房平均COP)×25円/kw=8180円
1528/4(暖房平均COP)×25円/kw=9550円
トータル・・・17730円/年(結露水排水ポンプの電気代は少と仮定)

といった金額が回収できます。そこでどのくらい施工費がかかるか推測すると、表層地盤改良と同時に住居の下全てを2m掘りVP管を100m設置ですから30万~40万。更に結露水排水ポンプで10万とすると最大で50万/セット。但し表層地盤改良とセットしないと不動沈下の危険性が増すのでこの工事行う地域限定です(表層地盤改良コストはシステムには入れない)。
さて50万ですから1.8万/年で考えると27年でペイできます。仮に15年後電気代が1.5倍になったとして23年で回収可能です。これをどう考えるか? 私はこの金額であれば実用化できるしおもしろいと思いますが、次の点が問題で確定できません。

問題は、今回の研究で評価していない、
1.空気質の長期調査
2.継続性
3.夏期の実態評価
です。

空気質の評価は以前もブログでお伝えしたとおり、継続して結露している管の中はかびが生える事が考えられます。その空気が住宅を換気する新鮮空気となるのですからこの点の調査結果が一番重要でしょう。メンテナンスができないのですから10年くらいの経過後がどうなっているか?とても重要です(もしかしたら結露水排水ポンプがついているのでクールチューブ内に水道水を通して定期的に洗浄排水するのか?だったら凄い!)。

継続性は連続2年間測定して、地温の温度変化が殆どなかったとの事ですが、多年数のデータがほしいところです。

次の夏期の実態評価ですが、これはこの測定が
(外気-地中内を通過した空気)の温度差となっており、そこから単純に夏期は6月から9月としてその差を集計したと読み取れます。しかし冬期は11月から3月まで継続して暖房を行いますので、このような集計でも問題ありませんが、夏期(6月~9月)は住宅内丸ごとでいつも空調を使っている想定となります。しかし通常はそのような使い方は特殊であり、間欠冷房(本当に暑い時に冷房する。それ以外は窓開けが主)と考えるのが一般的です。よって外気温が26度超えた時のみカウントする事が必要ではないかと考えます。機会があれば直接筆者にお聞きしてみたいと思います。

まとめですが

数十年前と違い地盤改良が多くなっている背景で今回の地中熱利用システムは、従来にはない効果対費用のメリットがありそうだと言う事がわかりました。

最後に
もし当事務所の見解に間違いがあれば訂正の上お詫びいたします。

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